1、第第 3 章章 基因的本质基因的本质第第 1 节节DNA 是主要的遗传物质是主要的遗传物质【素养目标】1. 掌握作为遗传物应具备的特点。2. 了解证明 DNA 的试验及证明。【必备知识】一、对遗传物质的早期推测1.早期推测:20 世纪 30 年代以前,大多数科学家认为,蛋白质是生物体的遗传物质 2 作为遗传物质应具备的特点(1)在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己,使得前后代具有一定的连 续性。(2)能够指导蛋白质合成,从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。(3)具有贮存大量遗传信息的潜在能力。(4)结构比较稳定,但在特殊情况下又能发生突变,而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。二、D
2、NA 是主要的遗传物质1DNA 是遗传物质的证据（1）肺炎双球菌的转化实验过程和结论（2）噬菌体侵染细菌实验的过程和结论实验名称实验名称实验过程及现象实验过程及现象结论结论细菌的转化来源:Z+xx+k Com体内转化1注射活的无毒 R 型细菌，小鼠正常。2注射活的有毒 S 型细菌，小鼠死亡。3注射加热杀死的有毒 S 型细菌，小鼠正常。4注射“活的无毒 R 型细菌+加热杀死的有毒 S 型细菌”，小鼠死亡。DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。体外转化5加热杀死的有毒细菌与活的无毒型细菌混合培养，无毒菌全变为有毒菌。6对 S 型细菌中的物质进行提纯：DNA蛋白质糖类无机物。分别与无毒菌混合培养，
3、能使无毒菌变为有毒菌；与无毒菌一起混合培养，没有发现有毒菌。噬菌体侵染细菌用放射性元素35S 和32P 分别标记噬菌体的蛋白质外壳和 DNA， 让其在细菌体内繁殖，在与亲代噬菌体相同的子代噬菌体中只检测DNA 是遗传物质出放射性元素32P2DNA 是主要的遗传物质（1）某些病毒的遗传物质是 RNA（2）绝大多数生物的遗传物质是 DNA【本节重点】1.蛋白质能够控制生物的性状和代谢，也具有储存大量遗传信息的潜能，但蛋白质不能进行自我复制，在染色体中的含量也不稳定，也不能遗传给后代。2.噬菌体是病毒，生命活动离不开细胞，不能独自完成转录和翻译。噬菌体的 DNA 进入细菌内并作为模板控制子代噬菌体的
4、合成， 而合成子代噬菌体所需的原料、 酶等均由细菌提供。【例题解析】例 1.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下 4 个实验：S 型菌的 DNADNA 酶加入 R 型菌注射入小鼠R 型菌的 DNADNA 酶加入 S 型菌注射入小鼠R 型菌DNA 酶高温加热后冷却加入 S 型菌的 DNA注射入小鼠S 型菌DNA 酶高温加热后冷却加入 R 型菌的 DNA注射入小鼠以上 4 个实验中小鼠存活的情况依次是A. 存活、存活、存活、死亡B. 存活、死亡、存活、死亡C. 死亡、死亡、存活、存活D. 存活、死亡、存活、存活例 2.如果用3H、15N、32P、35S 标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的
5、子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素（ ）A. 外壳中可找到15N 和35S、3HB. DNA 中可找到3H、15N、32PC. 外壳中可找到15N 和35SD. DNA 中可找到15N、32P、35S答案：例 1.D【解析】 解题的关键就是只有 R 型活菌+加热杀死的 S 菌的 DNA 才能转化为致死的 S 型菌。S 型菌的 DNADNA 酶，DNA 被水解，失去了转化作用，对后面加入的 R 型菌没有转化作用，R 型菌无毒，注射入小鼠体内，小鼠存活。R 型菌的 DNADNA 酶，DNA 被水解，不起作用，加入 S 型菌，有毒性，注射入小鼠体内导致小鼠死亡。R 型菌DNA 酶，DN
6、A 酶对细菌不起作用，高温加热后冷却，DNA 酶变性失活，R 型菌被杀死，但是 R 型菌的 DNA 有活性（冷却后复性），加入 S 型菌的 DNA，没有了 R 型活菌，不能转化，也就相当于把两种 DNA 注射入小鼠体内，两种 DNA 没有毒性，也不会转化小鼠的细胞，估计会被降解，小鼠存活。S 型菌DNA 酶高温加热后冷却加入 R 型菌的 DNA注射入小鼠，和类似，也是两种 DNA，无毒，小鼠存活。例 2. B【解析】子代噬菌体中 DNA 组成元素由亲代噬菌体 DNA 和细菌的脱氧核苷酸决定，子代噬菌体的蛋白质组成元素由细菌的氨基酸决定，所以在子代噬菌体的 DNA 中找到3H、15N和32P。【
7、素养作业】1.下列关于 DNA 的说法，正确的是()A. 细胞中的所有 DNA 都是染色体的组成成分B. 真核生物细胞中的遗传物质都是 DNA，病毒中的遗传物质都是 RNAC. 真核生物细胞中的细胞核、叶绿体和线粒体中都含有遗传物质 DNAD. 原核生物细胞中的细胞核、叶绿体和线粒体中都含有遗传物质 DNA2.下列关于 T2噬菌体的叙述，正确的是（）A. 遗传物质存在于拟核中B. 不属于生物C. 不属于生命系统的结构层次D. 能独立完成各项生命活动3.如下图甲、乙为两种不同的病毒，经人工重建形成“杂种病毒丙”，用丙病毒侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是 A，B，C，D 中的（
8、）A.B.C.D.4.在下列科学研究的过程中，采用的技术手段相似的一组是：证明光合作用的过程中释放的氧气来自于水研究分泌蛋白合成、运输和分泌的过程肺炎双球菌转化实验T2噬菌体侵染细菌的实验证明 DNA 是遗传物质A. B. C. D. 5.下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述，正确的是（）A. 噬菌体侵染细菌实验中，用32P 标记的噬幽体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性B. 肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R 型肺炎双球菌转化为 S 型菌是基因突变的结果C. 肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S 型菌的 DNA 使 R 型菌转化为 S 型菌，说明 DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
9、D. 烟草花叶病毒感染和重建实验中， 用 TMVA 的 RNA 和 TMV B 的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到 A 型病毒，说明 RNA 是 TMVA 的遗传物质6.DNA 是遗传信息的携带者，是主要的遗传物质。下列有关 DNA 的叙述，正确的是()A. 孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因，摩尔根用实验证明了基因在染色体上B. 沃森和克里克构建了 DNA 的双螺旋结构，提出了半保留复制方式的假说C. 肺炎双球菌转化实验中，加热后 S 型菌失去毒性的原因是 DNA 失活变性D. 细菌体内遗传信息的传递方向只能是 DNARNA蛋白质7.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明了“转化因子
10、”的存在。下列关于该实验的分析正确的是（）A. 肺炎双球菌转化实验中的变异属于不可遗传的变异B. 加热杀死的 S 型菌和 R 型活菌混合注人后，死亡的小鼠体内可分离出两种活菌C. 效应 T 细胞可将小鼠体内的 S 型细菌消灭D. 消灭肺炎双球菌的过程体现了小鼠免疫系统的监控，清除功能8.下列关于探索 DNA 是遗传物质实验的相关叙述，正确的是（）A. 格里菲思实验中肺炎双球菌 R 型转化为 S 型是基因突变的结果B. 艾弗里实验证明了 DNA 是肺炎双球菌的遗传物质C. 分别用含有32P 或35S 的培养基培养噬菌体，可以获得含32P 或35S 标记的噬菌体D. 在噬菌体侵染细菌的实验中，同位
11、素标记是一种基本的技术。在侵染实验前首先要获得同时含有32P、35S 标记的噬菌体。参考答案参考答案1.【答案】 C【解析】原核细胞中没有染色体，A 不符合题意；真核生物细胞中的遗传物质都是 DNA，病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA，B 不符合题意；真核生物细胞中，DNA 主要分布在细胞核中，此外在叶绿体和线粒体中也含有少量的 DNA，C 符合题意；原核生物细胞不含线粒体和叶绿体，D 不符合题意。故答案为：C只含 RNA4 种4 种RNA烟草花叶病毒、HIV 等2.【答案】 C【解析】A.T2噬菌体是病毒，没有细胞结构，所以没有拟核，A 不符合题意；B.T2噬菌体没有细胞结构，但是仍然属于
12、生物，B 不符合题意；C.T2噬菌体是病毒，不属于生命系统的结构层次，C 符合题意；D.T2噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立完成各项生命活动，D 不符合题意；故答案为：C3.【答案】 D【解析】分析题图可知“重组病毒”丙的组成是甲病毒的蛋白质外壳和乙病毒的 RNA，又知RNA 病毒的遗传物质是 RNA 而不是蛋白质外壳，因此重组病毒丙的遗传物质是乙病毒的RNA，丙病毒的子代的蛋白质外壳是由乙病毒的 RNA 控制合成的，应与乙病毒的蛋白质外壳相同，丙病毒的子代的 RNA 由乙病毒的 RNA 复制而来，与乙病毒的 RNA 相同。所以丙病毒侵染植物细胞，在植物细胞内产生的新一代病毒与乙病毒相同。
13、故答案为：D4.【答案】 D【解析】由题意可知，在证明光合作用的过程中释放的氧气来自于水、研究分泌蛋白合成、运输和分泌的过程、T2噬菌体侵染细菌的实验证明 DNA 是遗传物质研究的过程中，均采用了同位素标记法，而肺炎双球菌转化实验没有采用该方法。故答案为：D5.【答案】 D【解析】A、噬菌体侵染细菌的实验中，用32P 标记的是噬菌体的 DNA，而 DNA 进行半保留复制，因此子代噬菌体极少数具有放射性，A 不符合题意；B、肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R 型肺炎双球菌转化为 S 型菌是基因重组的结果，B不符合题意；C、肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S 型菌的 DNA 使 R 型菌转化为 S 型
14、菌，说明 DNA 是遗传物质，C 不符合题意；D、烟草花叶病毒感染和重建实验中，用 TMVA 的 RNA 和 TMV B 的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到 A 型病毒，说明 RNA 是 TMVA 的遗传物质，D 符合题意。故答案为：D6.【答案】 B【解析】 孟德尔通过豌豆杂交实验提出来遗传因子一词， 但并没有发现基因， A 不符合题意；沃森和克里克发现了 DNA 双螺旋结构，同时提出 DNA 半保留复制方式的假说，B 符合题意；“肺炎双球菌转化实验”中，加热后 S 型菌失去毒性的原因是蛋白质失活变性，而其中的DNA 在温度降低后可以恢复活性，C 不符合题意；细菌体内遗传信息的传
15、递方向除有DNARNA蛋白质，还有 DNADNA，D 不符合题意。故答案为：B7.【答案】 B【解析】解：A、肺炎双球菌转化实验中的变异属于基因重组，是可遗传变异，A 不符合题意；B、加热杀死的 S 型菌和 R 型活菌混合注人后，死亡的小鼠体内可分离出 S 菌和 R 菌，B符合题意；C、效应 T 细胞只能作用于被病原体侵入的宿主细胞，不能将小鼠体内的 S 型细菌消灭，C不符合题意；D、消灭肺炎双球菌的过程体现了小鼠免疫系统的防卫功能，D 不符合题意。故答案为：B8.【答案】 B【解析】 A、 格里菲思实验中肺炎双球菌 R 型转化为 S 型是基因重组的结果， A 不符合题意；B、艾弗里的肺炎双球菌的体外转化实验的过程是：将 S 型细菌中的物质进行提纯和鉴定，然后将提纯的 DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了 R 型细菌的培养基中，结果发现：只有加入 DNA，R 型细菌才能转化为 S 型细菌，从而证明了 DNA 是肺炎双球菌的遗传物质，B 符合题意；C、分别用含有32P 或35S 的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌分别培养噬菌体，可以获得含32P 或35S 标记的噬菌体，C 不符合题意；D、在噬菌体侵染细菌的实验中，同位素标记是一种基本的技术，在侵染实验前首先要获得分别含有32P、35S 标记的噬菌体，D 不符合题意。故答案为：B
